4.3 Rangkaian Pengkondisi Sinyal
Bagian utama rangkaian pengkondisi sinyal adalah penguatan dan LPF. Penguatan dipilih menggunakan instrumentation amplifer PGA 204 buatan Burr-
Brown yang dapat menguatkan sinyal sampai dengan 1000 kali. Penguatan sinyal memiliki dampak negatif yaitu derau dari rangkaian sebelumnya ikut mengalami
penguatan seperti yang terlihat pada Gambar 16 dan Gambar 17.
Gambar 16 Keluaran ADC tanpa penguatan a dan penguatan 100 kali b.
Gambar 17 Pengaruh penguatan sinyal dengan osiloskop.
1 2
3 4
5 6
7 8
5 10
15 20
25 30
B it
Data
900 910
920 930
940 950
960 970
980 990
1000
5 10
15 20
25 30
B it
Data
a
b
Tanpa penguatan Penguatan 100x
Nilai yang terukur ADC sebelum penguatan terlihat stabil tanpa adanya perubahan nilai. Hal ini bukan berarti bahwa rangkaian tidak memiliki derau.
Hasil pengukuran menggunakan osiloskop Gambar 17 memperlihatkan bahwa tegangan yang terukur memiliki lebar tegangan sekitar 4 mV. Artinya, tegangan
keluaran dapat memiliki nilai yang berbeda-beda dalam rentang 4 mV. Nilai tersebut masih berada dibawah resolusi ADC 10 bit dengan referensi tegangan 5
V, yaitu 4.88 mV. Perubahan tegangan yang berlangsung tidak dideteksi oleh ADC dalam bentuk perubahan bit.
Kondisi yang berbeda terjadi pada saat dilakukan proses penguatan. Selain sinyal yang bersumber dari sensor, derau juga ikut mengalami penguatan oleh IA
sehingga memberikan pengaruh yang signifikan. Pengukuran menggunakan osiloskop memperlihatkan bahwa derau setelah penguatan 100 kali bernilai 200
mV dengan frekuensi sekitar 50 Hz. Nilai tersebut setara dengan 40 bit pada data digital. Melihat pola sinyal yang periodik sangat dimungkinkan derau berasal dari
rangkaian catu daya yang mengubah arus bolak-balik menjadi searah. Untuk mengatasi munculnya derau akibat penguatan maka ditambahkan
rangkaian LPF pasif dengan frekuensi potong 1 Hz. Perubahan sinyal akibat derau dengan frekuensi diatas 1 Hz akan diblok. Rangkaian hanya melewatkan nilai
sebenarnya dari rangkaian sebelumnya. Frekuensi potong 1 Hz didapatkan dari kombinasi resistor 3.9 k
dan kapasitor 47 F. Tegangan keluaran rangkaian LPF hasil perhitungan Gambar 18 memperlihatkan pola yang sama dengan hasil
eksperimen menggunakan ADC Gambar 19 dan osiloskop Gambar 20.
Gambar 18 Tegangan keluaran rangkaian LPF untuk frekuensi berbeda.
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5 5
10 20
30 40
50
Te gan
gan Ke
lu ar
an V
Frekuensi Hz
Kategori